多夹杂物对重载铁路钢轨疲劳寿命的影响

非金属夹杂物容易引起钢轨疲劳损伤,为了探究非金属夹杂物特征参数对重载钢轨疲劳性能的影响规律,文中采用ABAQUS有限元软件建立重载钢轨分析模型,对外载荷作用下含夹杂物钢轨的应力状态进行仿真计算,通过FE-SAFE疲劳仿真软件对含多夹杂物钢轨进行疲劳寿命预测。结果表明：相比于软质塑性MnS夹杂物,硬质脆性Al₂O₃夹杂物对钢轨最大应力的影响更大;夹杂物位于钢轨的高应力区时,在外部载荷作用下,曲线段钢轨的最大应力大于直线段钢轨的最大应力;相邻夹杂物相距临界距离时,多夹杂物水平分布时比其垂向分布时对钢轨应力的影响更大,且随着相邻夹杂物距离变小,钢轨基体的最大应力变小;相邻多夹杂物会使钢轨疲劳寿命骤减,含4个相邻夹杂物的钢轨比含2个夹杂物钢轨的疲劳寿命短。     

钢液中非金属夹杂物极限上浮速度的计算

为了计算非金属夹杂物在中间包和铸锭模等冶金容器内的上浮速度,根据夹杂物的阻力系数与雷诺数的关系,可将极限上浮速度分为斯托克斯区、过渡区和牛顿定律区等。通过分别计算在不同夹杂物密度、钢水密度、钢水粘度和夹杂物形状情况下夹杂物极限上浮速度与夹杂物当量直径的关系,为计算夹杂物的上浮距离和判断夹杂物能否去除提供理论依据。     

粉末高温合金等温锻造过程非金属夹杂物的变形特征

采用人工加入陶瓷夹杂物的方法,研究了FGH96粉末高温合金中SiO2、混合物两种非金属夹杂物在等温锻造前后的特征,研究表明,非金属夹杂物在等温锻造的过程中发生了一定的变形,夹杂物沿变形方向被压扁。SiO2与基体存在一定的反应过渡区,变形量大时会发生破碎,碎块随着变形金属的流动而被拉开;混合夹杂物的形状极不规则,整个夹杂物位于几个粉末颗粒的交界处,严重破坏了基体的连续性。     

非金属夹杂物对高碳含铜TWIP钢拉伸性能的影响

通过对比两组夹杂物含量及尺寸分布不同的高碳含铜TWIP钢的拉伸性能及其断口形貌,分析了非金属夹杂物对该钢拉伸性能的影响。结果表明:在拉伸过程中,钢中的非金属夹杂物成为孔洞的形核点,并导致孔洞提前萌生,但该钢易发生孪生和高加工硬化率的特点,延缓了显微孔洞的形核和长大,再加之其无颈缩的塑性断裂形式,使得其拉伸性能对非金属夹杂物在一个较大范围内具有高度容忍性;当该钢中夹杂物的面积分数由0.171%增加到0.394 94%,等效圆直径大于5μm夹杂物的面密度由4个·mm-2增加到29个·mm-2时,其抗拉强度、断后伸长率等拉伸性能仅降低了1%~3%,仍表现出优异的拉伸性能。     

炼钢、铸锭过程中产生非金属夹杂物的原因

论述钢中非金属夹杂物对钢锭质量的影响，分析了非金属夹杂物在冶炼和铸锭过程中产生的原因，提出了控制夹杂物产生的几点行之有效的措施。     

铸件缺陷分析技术讲座：第九讲 夹杂类缺陷

夹杂类缺陷是铸件含有各种金属和非金属夹杂物的总称。非金属夹杂物是存在于铸件中的非金属相,金属夹杂物则是与基体金属颜色显然不同的异型金属块。夹杂物的存在,破坏了合金基体的连续性,造成合金组织不均匀、影响了合金的力学性能和铸造性能等,为提高铸件质量,近年来对减少夹杂物数量的各种途径进行了研究并取得了显著进展。     

地铁车钩安装板表面裂纹的分析与对策

针对地铁用车钩安装板生产中出现表面裂纹的问题，通过金相组织和热处理后应力分析，确定原材料在火焰切割下料后表面存在延迟裂纹和板材自身存在偏析等因素，是导致地铁车钩安装板淬火开裂的主要原因。从产生裂纹的环节入手，通过热处理前机加工，对加工余量进行控制，结合热处理加热，提高板材采购非金属夹杂物等级要求等措施，解决了这一问题。     

45钢中非金属夹杂物的鉴别

钢中的非金属夹杂物对钢的质量影响很大,钢中不同类型的夹杂物对钢的性能的影响也不同,在实践中必须区分开不同类型的夹杂物。 我厂生产的曲轴是用45钢经锻打成形的,金相分析时发现其中有一条粗大的非金属夹杂物,初看时,发现夹杂物太大,不敢肯定夹杂物的性质。为了     

非金属夹杂物分形特征研究

材料的宏观力学性能与材料的微观组织密切相关，以显微组织中离散的点状、线状分布的典型夹杂物为研究对象，用计盒维数测量了标准图谱中不同等级的非金属夹杂物图形的分形维数，考察了夹杂物等级与分维之间的关系。结果表明，非金属夹杂物可用分形维数定量描述；随着夹杂物等级的上升，分形维数变大。     

高速钢裂纹产生的原因(下)

二、原材料缺陷引起的淬火裂纹这里谈的原材料缺陷是指刀具热处理前存在的一切缺陷,包括钢厂来的冶金缺陷,锻造、设计、机械加工所造成的缺陷。 1.钢中的冶金缺陷和热加工造成的缺陷非金属夹杂物、疏松等缺陷使材料不致密。波兰A·Rutkowska做了非金属夹杂物对淬火裂纹源影响的试验后指出:非金属夹杂物强烈地破坏了钢的连续性,是产生淬火裂纹的起源。另外,缩孔、气孔是应力集中的一些缺口,热处理时容易由此开裂。钢内碳化物不均匀度过高和存在尖角状碳化     

钢中非金属夹杂物来源分析

从外来夹杂物与内生夹杂物两个方面对非金属夹杂物来源进行分析,考察钢水中的全氧含量及钢包使用次数对夹杂物数量的影响。统计结果表明,现阶段精炼钢水中wT[O]稳定在25＆#215;10-6以内,而随着钢包使用次数的增加,钢中夹杂物数量也呈增加趋势。     

轴承钢洁净度对轴承疲劳寿命的影响

介绍了轴承钢中氧含量及各种非金属夹杂物对接触疲劳寿命的影响。钢中含氧量及脆性夹杂物增多 ,疲劳寿命显著下降 ,硫化物的影响取决于其分布形态。附图 4幅。     

氧化铝夹杂破碎与弥散行为的试验研究

金属零件基体中的非金属夹杂物不可避免且对基体力学性能影响严重,而锻造变形是使非金属夹杂物在金属基体中破碎和弥散的主要途径。以钢中常见的Al₂O₃硬性夹杂为研究对象,采用粉末冶金技术与3D打印熔覆成形技术相结合的方法制备了内含不同气孔率Al₂O₃夹杂的金属试样。进行含Al₂O₃夹杂金属试样在系列变形条件下的锻造试验,通过变形后Al₂O₃夹杂的形貌观察,研究分析了夹杂气孔率和锻造工艺参数（变形温度、变形速度、变形路径）对Al₂O₃夹杂破碎及弥散行为的影响。结果表明,夹杂气孔率越高,越易发生破碎行为。降低变形温度或提高变形速度可促进较高气孔率Al₂O₃夹杂的破碎及弥散;对于具有较低气孔率的Al₂O₃夹杂,提高变形温度是加剧其破碎程度的主要方式。同时变形路径的复杂化可显著提高Al₂O₃夹杂的破碎程度,促进其在金属基体中进一步的弥散。     

真空脱气轴承钢的试验研究

本文对采用真空处理冶炼轴承钢的RH法、VArD法和碱性电炉钢进行了试验研究。结果表明,破坏概率在10％的情况下,RH脱气轴承钢的疲劳寿命是大冶碱性电弧炉钢的1.4倍,VArD脱气轴承钢的疲劳寿命和大冶电炉钢相近,没有明显的提高。RH脱气轴承钢的疲劳寿命之所以得到提高是因为钢中非金属夹杂物分布瀰散,夹杂物由Al和Si氧化物类型组成,并具有硫化物包围氧化物的趋势:而VArD脱气轴承钢和电炉钢非金属夹杂物分布集中并多为Al和Ca的铝酸钙类型夹杂物组成,而铝酸钙盐所形成的点状夹杂物是降低钢材疲劳寿命的主要原因。钢中氧含量在14～30ppm,稳定夹杂物总量在0.011～0.016%之间对疲劳寿命没有显著的影响。非金属夹杂物至工作表面的远近直接影响材料的疲劳寿命,距工作表面越近其疲劳寿命越低。     

离心泵叶轮口环撕裂原因分析

某大型工业离心泵在生产运行中转子叶轮口环发生撕裂。通过外观检查、成分分析、断口分析、金相组织分析和硬度测试等手段对断裂性质进行诊断,分析口环撕裂原因。结果表明:材质确为ZG06Cr13Ni4Mo,基体组织均为回火索氏体加逆转变奥氏体。可以诊断断裂性质为脆性断裂,口环撕裂的主要原因是由于基体材质中存在大量的非金属夹杂物并存在链状分布的情况,严重破坏了基体的连续性,导致叶轮口环的力学性能下降。在运行过程中的工作载荷作用下,裂纹首先在叶轮口环材质基体中的链状非金属夹杂物处萌生,并沿着非金属夹杂物扩展直至口环发生撕裂,从而引发叶轮失效。     

柴油机连杆断裂失效分析

柴油机连杆出现连续断裂,金相分析和扫描电镜分析表明非金属夹杂物超标和锻造精压时产生的内裂纹是导致连杆断裂的原因。取消连杆精压工序,提高材料技术要求后连杆断裂故障解决。     

CeF3对自保护药芯焊丝熔敷金属中夹杂物和韧性的影响

详细研究了CeF3对自保护药芯焊丝熔敷金属中非金属夹杂物尺寸和分布的影响.结果表明,熔敷金属中的主要非金属夹杂物是AlN和Al2O3.药芯中加入CeF3能够细化夹杂物和降低大尺寸夹杂物的数量,加入适量的CeF3能够提高熔敷金属的低温冲击韧度.稀土改变夹杂物在熔敷金属中的尺寸和分布主要是与夹杂物在熔敷金属凝固时的上浮行为有关,稀土能促进大颗粒夹杂物的上浮.     

易拉罐用铝板材冶金质量比较分析

比较分析了当前国内所使用的几种易拉罐用铝板材与经高效熔体处理的试验铝板材的冶金质量和力学性能。结果表明：现用铝板中的夹杂物大多数为较粗大的复合夹杂物且含量较高；小块状第二相粒子大小相当，但均大于试验板材中的第二相尺寸，且分布不均匀性较明显；国产板材的常温拉伸性能低于国外板材，在三种板材中其各向异性最明显。经高效熔体处理的铝材中的夹杂物以细小Al2O3为主，夹杂物质量分数仅为0．273％；细小第二相均匀分布于基体，大多数为（Al，Fe，Mn，Mg，Si，RE）复合相；拉伸断口韧窝呈近等轴状，与国产板材相比，抗拉强度、屈服强度与伸长率分别提高9．1％、19．6％和12．8％，主要力学性能基本达到（有的甚至略优于）国外板材的性能水平。     

45热轧圆钢顶锻开裂原因分析

对45热轧圆钢室温顶锻试验中出现的裂纹进行了研究,分析了表面缺陷、变形温度、变形量、显微组织、夹杂物等对顶锻开裂的影响.结果表明:引起室温顶锻开裂的直接原因是钢中存在大量脆性氧化铝和塑性硫化物非金属夹杂物,该夹杂物沿轧制方向不均匀分布,对拉伸性能影响不大,但对顶锻开裂有较大的影响,特别是当夹杂物处在变形鼓形区附近时;脆性夹杂物造成应力集中,塑性夹杂物形成空洞,使夹杂物和基体界面处容易形成裂纹源,进而在应力作用下不断扩展并最终开裂;原始片状珠光体组织及热轧后的热应力加剧了夹杂物开裂倾向.     

轴承钢球在生产过程中表面剥落原因分析

采用金相、扫描电镜及能谱分析等方法对钢球的表面剥落原因进行了分析.结果表明,钢球表面存在有严重的脆性非金属夹杂物.由于非金属夹杂物强度低,在研磨过程中很容易产生疲劳剥落,是造成钢球废品的根本原因.